[发明专利]用于由粉末材料来增材制造构件的制造装置、用于改变能量束的射束分布的方法、以及至少一个声光偏转器的应用

说明书

本发明涉及一种用于由粉末材料来增材制造构件的制造装置(1)，其具有：射束产生装置(3)，所述射束产生装置设置用于产生能量束(5)；扫描装置(7)，所述扫描装置设置用于在工作区域(9)内将能量束(5)移位到多个照射位置(11)，以便借助于能量束(5)由布置在工作区域(9)中的粉末材料制造构件；偏转装置(13)，所述偏转装置设置用于在射束区域(15)内在多个照射位置(11)中的一个照射位置(11)处将能量束(5)移位到多个射束位置(17)，以及控制装置(19)，所述控制装置与偏转装置(13)作用连接并且设置用于控制偏转装置(13)以及通过改变对偏转装置(13)的控制而在制造构件期间改变射束区域的射束分布。

技术领域

本发明涉及一种用于由粉末材料来增材制造构件的制造装置、一种用于改变能量束的射束分布的方法、以及至少一个声光偏转器的应用。

背景技术

在由粉末材料来增材制造构件的过程中，能量束典型地移位到工作区域的预定照射位置、特别是沿着预定照射路径移位到工作区域的预定照射位置，以便局部地固化布置在工作区域中的粉末材料。这特别是在相继布置在工作区域中的粉末材料层中逐层重复，以便最终获得由固化的粉末材料制成的三维构件。为了提高生产率和/或将所产生的构件的材料性质设计得局部不同，期望的是，将在待制造的构件内的不同区域、特别是工作区域中的同一粉末材料层内的不同区域暴露于能量束的不同射束分布。借助于传统的射束整形、特别是通过在光学能量束情况下的折射光学元件或干涉光学元件来生成适合的、适配的射束分布经常是复杂的而且无法灵活利用。尤其已证实的是，在单独生产过程中、特别是在粉末材料层内难以或甚至几乎不可能在不同的射束分布之间进行切换。此外，传统的射束整形方法仅允许实现射束分布的有限选择，因此所述射束分布的适用性也受到限制。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于由粉末材料来增材制造构件的制造装置、一种用于改变这种制造装置的工作区域上的能量束的射束分布的方法、以及至少一个声光偏转器的应用，其中，至少减少、优选地避免所述缺点。

该任务通过如下方式来解决，即提供本技术教导、特别是独立权利要求的教导以及在从属权利要求和说明书中公开的实施方式的技术教导。

该任务特别是通过提供一种用于由粉末材料来增材制造构件的制造装置来解决，其具有射束产生装置，所述射束产生装置设置用于产生能量束。制造装置还具有扫描装置，所述扫描装置设置用于在工作区域内将能量束移位到多个照射位置，以便借助于能量束由布置在工作区域中的粉末材料制造构件。此外，制造装置具有偏转装置，所述偏转装置设置用于在射束区域内在多个照射位置中的一个照射位置处将能量束移位到多个射束位置。此外，制造装置具有控制装置，所述控制装置与偏转装置作用连接并且设置用于控制偏转装置以及通过改变对偏转装置的控制而在制造构件期间改变射束区域的射束分布。

以这种方式，特别是可以预定所使用的射束分布，并且在制造构件期间、特别是在加工同一粉末材料层期间容易且快速地改变所使用的射束分布，而这无需特别是专门用于产生射束分布的特定装置。特别是可以容易且快速地在不同的射束分布之间切换。因此，制造装置能够非常灵活地以适配于在各自情况下的局部主导要求和/或条件、特别是在各自情况下构件的有待制造的区域的方式来产生适合的射束分布。因此，制造装置不仅生产率高，而且还能够实现对所产生的构件的材料性质的局部改变的调整。由于这一点，特别是可以提高由在此提出的制造装置生产的构件的品质，特别是通过选择特别适合的射束分布提高品质。因为无需具体地适配于射束分布的干涉光学元件、特别是无需折射光学元件或静态干涉光学元件，因此尽管制造装置适用性的灵活程度高，但仍被设计得成本低廉，特别是关于产生不同射束分布不需要不同类型的装置的方面，所述装置引起附加的部件成本，并且在所述装置之间可能需要费力地且以耗费时间的方式进行切换。在此提出的制造装置也借助于对扫描装置和由此偏转装置也进行适当的控制来允许在最高效的、特别是也快速的构件制造与特别高品质的制造之间进行切换，特别是也对所产生的构件的材料性质进行局部改变的调整，例如在构件表面的区域中的硬度比构件内部更大。